PSS一般风机模型.doc

第21章 一般风机模型 按照惯例，各种可用的风力涡轮机可以被分成几种类型。一般地，可以按下述方式分成四类： 类型1.直接连接到常规感应电机上 类型2.带有可变转子电阻的绕线端子式感应电机 类型3.双馈感应电机 类型4.实际尺寸感应器单元 本章描述的一般风力机模型符合上述分类。 一般风力机模型设计在电源功率系统中用于研究有关风力涡轮机(WTG)的集成问题。 标准的PSS/E CONET模型VTGDCA和FRQDCA可以用于保护系统的电压和频率特性的仿真。 21.1一般风机模型(WT1类型1) 21.1.1引言 WT1PSS/E风力涡轮机稳态模型被设计用来仿真使用传统的直接连到电力网络上的感应电机的性能。 图21-1.传统直连式感应电机 21.1.2潮流整定 在电力潮流中，风力涡轮机被当做一个现存于潮流原始数据文件(Power Flow Raw Data File)的风力电机种类。这种风机控制方式应该被设置为方式3，也就是这个风力机运行于恒功率，在规定的功率因数和电机无功设定下(PG on the data record)，其无功功率输出和无功功率的上限、下限都是匹配的。负功率因数必须是确定的被看成是超前功率因数(即风机产生有功吸收无功)。 要形成一个风电场的等效模型的各种问题是使用者的责任。他们应该决定在潮流案例中有哪些原始单元应该被集成到等效电机模型中。对于N个集成电机，他们需要用N乘以原始电机的MBASE。 他们也需要关注风电场反馈器(feeders)、集线器(collectors)和升压变压器(step-up transformers)的有效等效。 为了使采用这种电机在给定的范围内保持功率因数的稳定，大部分风力涡轮机都有一组补偿电容。这些电容器应该加入固定分流器数据记录中。 21.1.3动态整定 PSS/EWT1一般风机模型由如下模型组成： WT1G：发电机变/流器模型 WT12T：风力涡轮机模型 WT12A：伪调节器模型 图21-2显示了这些模型直接的相互关系。 图21.2 WT1连接图 涡轮机模型WT12T使用两块代表风力涡轮机轴传动装置。这用来计算电机转子和叶片侧的转速偏差。通过设定涡轮机惰性小数=0，该模型可以转换成传统单一模块代表。 图21-3.WT12T两模块传动模型 伪调节器模型WT12A是一个试图简化并概括计算空气动力扭矩的模型。通过空气动力特性和几个特定风力涡轮机的螺距控制的调查，该模型被设计产生了。最终达成了如下的成果。 图21-4.伪调节器模型 该模型有两个输入，一个代表叶片转速偏差，另一个代表机端实际功率。这两个输入通过一个非阻尼PI控制器连接在一起。滤过输出是使用该Wt12T模型叶片转子侧的机械扭矩。 有一个动态数据输入文件的例子提供如下，顺便还有例子的动态参数文档。 图21-5.WT1动态数据输入文件示例 图21-6.WT1文档示例 21.2 一般风机模型类型2(WT2) 21.2.1 引言 WT2PSS/E风力涡轮机稳态模型被用来仿真使用可变转子电阻控制的绕线式转子感应电机的风力涡轮机的性能。 图21-7.可变转子电阻控制的绕线式转子感应电机 21.2.2 潮流整定 在电力潮流中，风力涡轮机被当做一个现存于潮流原始数据文件(Power Flow Raw Data File)的风力电机种类。这种风机控制方式应该被设置为方式3，也就是这个风力机运行于恒功率，在规定的功率因数和电机无功设定下(PG on the data record)，其无功功率输出和无功功率的上限、下限都是匹配的。负功率因数必须是确定的被看成是超前功率因数(即风机产生有功吸收无功)。 要形成一个风电场的等效模型的各种问题是使用者的责任。他们应该决定在潮流案例中有哪些原始单元应该被集成到等效电机模型中。对于N个集成电机，他们需要用N乘以原始电机的MBASE。 他们也需要关注风电场反馈器(feeders)、集线器(collectors)和升压变压器(step-up transformers)的有效等效。 为了使采用这种电机在给定的范围内保持功率因数的稳定，大部分风力涡轮机都有一组补偿电容。这些电容器应该加入固定分流器数据记录中。 21.2.3动态整定 PSS/EWT2一般风机模型由如下模型组成： WT2G：发电机变/流器模型 WT2E：电力控制模型 WT12T：风力涡轮机模型 WT12A：伪调节器模型 图21-8显示了这些模型直接的相互关系。 图21-8.WT2连接图 发电机模型WT2G基于标准PSS/E感应电机模型CIMTR3。这个模型考虑了转子动态流量，可以用于单鼠笼或双鼠笼电机。在初始化时，该模型计算了在给定端电压和MW-调度情况下电机的无功消耗。该模型放置了一个“隐藏”的分流器在电机端子母线上，大小相当于潮流上的和的差值。这